DE3421560C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Einstellung der Feder­ charakteristik einer Schraubenfeder der im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Gattung aus. Bei einer durch die CH-PS 2 36 279 bekannten Vorrichtung dieser Art weist der Lagerhals ein Gewinde auf, und ist durch eine Bohrung in einer Gehäusewand geführt und mit der Gehäusewand mit Hilfe je einer Mutter auf jeder Seite der Gehäu­ sewand fixiert. Die Feder ist auf ein kopfartiges Teil des Einspann­ zapfens aufgeschraubt und wird dort durch Schrauben in einer ausge­ wählten Position fixiert. Bei dieser bekannten Vorrichtung muß ein­ mal nach Lösen der Schraube die Feder mit ihren Windungen in eine gewünschte Einschraubtiefe bewegt werden, danach mit der Schraube fixiert werden und schließlich nach Lösen der Muttern die Axialstel­ lung des Lagerhalses in Bezug auf die Wand eingestellt und wiederum fixiert werden. Diese Vorrichtung ist sowohl in der Ausführung als auch in der Einstellbarkeit der Schraubenfeder sehr aufwendig. Ins­ besondere kann die Feder in ihrer Einbauendposition nicht beliebig eingestellt werden, sondern es muß die Einschraubtiefe der Feder vorab bestimmt, eingestellt, und fixiert werden und danach auch die Axialposition gemessen, eingestellt und fixiert werden. Diese Vor­ gänge sind mit einem erheblichen Montieraufwand verbunden, wobei das Einstellergebnis von der Sorgfalt der Montage sehr stark abhängt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zu schaffen, mit der in einfacher Weise in der Funktionslage der Feder die freie Federlänge der Feder veränderbar ist und unab­ hängig davon auch die Axialstellung der Feder leicht und mit wenig Aufwand einstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteil­ hafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Vor­ richtung möglich.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 jeweils einen Längsschnitt einer Vorrich­ tung zur Einstellung der Federcharakteri­ stik einer Schraubendruckfeder die als Rückstell­ feder eines Spritzbeginnverstellkolbens bei einer Kraft­ stoffeinspritzpumpe dient,

Fig. 3 einen Ausschnitt der gleichen Darstellung wie in Fig. 1 oder 2 der Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 eine graphische Darstellung mehrerer Federcharakteristiken der Schraubendruck­ feder in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 oder 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Einstellen bzw. Justieren der Federcharakteristik einer Schrauben­ druckfeder im Längsschnitt dargestellt, bei welcher die Schraubendruckfeder zur Festlegung der Steuerkenn­ linie eines druckbeaufschlagten Steuerkolbens einer Kraftstoffeinspritzpumpe dient. Ein solcher Steuerkol­ ben soll in einfacher Weise und in einem relativ großen Bereich justierbar sein, was durch entsprechende Ein­ stellung der Federcharakteristik der Schraubendruckfeder möglich ist. Mit dem Steuerkolben wird in bekannter Weise der Spritz­ beginn bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe in den einzelnen Betriebspunkten eingestellt.

Die Einstell- oder Justiervorrichtung weist ein Gehäuse 10 auf, das an dem Gehäuse 11 einer strichliniert ange­ deuteten Kraftstoffeinspritzpumpe 12 derart angeflanscht ist, daß ein im Gehäuse 11 der Kraftstoffeinspritzpumpe 12 geführter Steuerkolben 13 mit einer im Gehäuse 10 der Vorrichtung gehaltenen Schraubendruckfeder 14 in Wirkeingriff gelangt. Das zylinderartige Gehäuse 10 weist eine von seiner freien Stirnseite 15 ausgehende axiale Stufenbohrung 16 auf, die einen in der Stirn­ seite 15 mündenden ersten Teil 17 mit einem größeren Durchmesser und einen sich daran unmittelbar anschließen­ den zweiten Teil 18 mit kleinerem Durchmesser aufweist. An dem zweiten Teil 18 schließt sich eine weitere Axial­ bohrung 19 mit wiederum vergrößertem Durchmesser an, die in der anderen Stirnfläche 20 des Gehäuses 10 frei mündet. Die die Axialbohrung 19 umschließende Gehäusewandung bil­ det zusammen mit dem Gehäuse 11 der Kraftstoffeinspritz­ pumpe 12 und dem Steuerkolben 13 einen die Schraubendruck­ feder 14 umschließenden Federraum 21.

In dem Federraum 21 ist ebenfalls ein Einstellzapfen 22 an­ geordnet, der teilweise in die Schraubenfeder 14 hinein­ ragt und auf seinem Außenumfang eine schraubenförmige Nut 23 hat, deren Steigung der der Federwindungen der Schraubenfeder 14 entspricht. Die Schraubenfeder liegt mit ihren Anfangswindungen in der Nut 23 ein. Der Ein­ stellzapfen 22 ist mit einem im Durchmesser reduzierten Lagerhals 24 in dem eine Gleithülse bildenden zweiten Teil 18 der Stufenbohrung 16 drehbeweglich und axial verschieblich geführt. Der Lagerhals 24 ragt weit in den ersten Teil 17 der Stufenbohrung 16 hinein und trägt an seiner freien Stirnseite 25 eine Einsteck­ öffnung in Form eines diametral verlaufenden Schlitzes 26, in welchen ein Drehwerkzeug, z. B. ein Schraubenzieher, eingesteckt werden kann.

Der Einstellzapfen 22 kann mittels eines Arretier­ gliedes 27 in jeder beliebigen Dreh- und axialen Verschiebeposition festgelegt werden. Hierzu weist das Arretierglied 27 ein auf dem Lagerhals 24 auf­ spannbares Aufspannelement in Form eines geschlitzten kegelstumpfförmigen Spannrings 28 auf, der mittels eines als Kopfschraube 29 ausgebildeten Spannglieds an der Ringschulter 30 der Stufenbohrung 16 festge­ legt werden kann. Die Kopfschraube 29 weist eine axiale Durchgangsbohrung 31 auf, deren Innendurchmes­ ser größer ist als der Außendurchmesser des Lager­ halses 24,und trägt ein Außengewinde 32, das in einem in dem ersten Teil 17 der Stufenbohrung 16 vorgesehenen Innengewinde 33 verschraubbar ist. Die Kopfschraube 29 greift mit ihrer zur Durchgangsbohrung 31 hin abgeschräg­ ten Stirnseite an der Kegelmantelfläche des Spannrings 28 an und preßt beim Anziehen letzteren einerseits auf den Lagerhals 24 und andererseits an die Ringschulter 30 der Stufenbohrung 16 an. Zum Anziehen oder Lösen der Kopfschraube 29 trägt letztere einen Sechs- oder Vier­ kantkopf, der mit einem Schraubenschlüssel übergriffen werden kann.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrich­ tung zur Einstellung bzw. Justierung der Federcharak­ teristik der Schraubenfeder 14 ist im folgenden anhand der Fig. 4 beschrieben. In Fig. 4 sind drei verschie­ dene Federkennlinien oder Federcharakteristiken der Schraubenfeder 14 dargestellt. Dabei ist auf der Ordinate der Kompressionsweg s der Schraubenfeder 14 und auf der Abzisse die auf die Schraubenfeder 14 (vom Steuerkolben 13 her) wirkende Kraft K aufgetragen. Diese Federkennlinie entspricht auch gleichzeitig der Steuerkennlinie des Steuerkolbens 13, wobei s dann den Verschiebeweg des Steuerkolbens 13 und K den auf den Steuerkolben 13 wirkenden Druck darstellt. Mit a ist dabei die momen­ tane Federkennlinie der Schraubendruckfeder 14 be­ zeichnet, wie sie in ihrer Einstellung in Fig. 1 ge­ zeigt ist. b ist die gewünschte Federkennlinie, die mittels der Justier- oder Einstellvorrichtung einzu­ stellen ist. Die Einstellung dieser Federkennlinie b erfolgt nun wie folgt:

Zunächst wird mit einem Schraubenschlüssel die Kopf­ schraube 29 gelöst, wodurch der Spannring 28 den Lagerhals 24 des Einstellzapfens 22 freigibt. Nunmehr wird ein Schraubenzieher in den Schlitz 26 in der Stirnseite 25 des Lagerhalses 24 gesteckt und der Ein­ stellzapfen 22 im Rechtsschraubsinne gedreht. Dadurch schraubt sich der Einstellzapfen 22 über seine Nut 23 etwas mehr in die Schraubendruckfeder 14 hinein. Da das der Schraubendruckfeder 14 zugekehrte Ende des Einstell­ zapfens 22 die eine Abstützung der Schraubendruckfeder 14 bildet - die sich andererseits am Steuerkolben 13 abstützt und dort gegen Verdrehung mittels eines in Achsrichtung abgebogenen Federendes 34 gesichert ist - wird die freie, für den Kompressionsvorgang der Feder zur Verfügung stehende Federlänge reduziert und dadurch die Federsteilheit verringert. Die Federkennlinie a der Schraubendruckfeder ändert sich in Richtung zur Feder­ kennlinie c in Fig. 4. Ist die Federkennlinie c erreicht, so wird die Drehbewegung des Einstellzapfens 22 gestoppt. Nunmehr wird durch axiales Verschieben des Einstell­ zapfens 22 mittels des im Schlitz 26 des Lagerhalses 24 angreifenden Schraubenziehers der Einstellzapfen 22 wei­ ter in den Federraum 21 hineingeschoben, wobei sich die Schraubendruckfeder zusammendrückt und dadurch die Feder­ vorspannung erhöht wird. Die Federkennlinie c wird parallel in Richtung der Federkennlinie b verschoben. Ist die Federkennlinie b erreicht, so wird die Kopf­ schraube 29 wieder angezogen, wodurch der Spann­ ring 28 auf Lagerhals 24 und Ringschulter 30 auf­ gepreßt wird und dadurch den Einstellzapfen 22 in der eingestellten Dreh- und axialen Verschiebeposition zuverlässig fixiert.

Die Einstell- oder Justiervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 stimmt weitgehend mit der vorstehend beschriebenen Einstell- oder Justier­ vorrichtung überein, so daß gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Diese Einstell­ vorrichtung unterscheidet sich nur dadurch, daß die Verdrehsicherung der Schraubenfeder 14 nicht am Steuer­ kolben 13 vorgenommen ist, sondern in der Vorrichtung selbst. Hierzu ist das Ende 35 der letzten bzw. ersten in der Nut 23 des Einstellzapfens 22 einliegenden Federwindung der Schraubenfeder 14 abgebogen und steht radial über den Umfang des Einstellzapfens 22 vor. Dieses Ende 35 greift in eine schlitzförmige axiale Ausnehmung 36 in der die Axialbohrung 19 umgebenden Gehäusewand des Gehäuses 10 ein. Da der Steuerkolben 13 in diesem Fall als Folgekolben ausgebildet ist, der durch einen Vorsteuerkolben 37 gesteuert wird, stützt sich die Schraubendruckfeder 14 am Vorsteuerkolben 37 ab, der drehbweglich mit dem Steuerkolben 13 verbunden ist. Die in Fig. 3 ausschnittweise zu sehende Einstell- oder Justiervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel stimmt bis auf den in Fig. 3 gezeigten Ausschnitt identisch mit einer der beiden Ein­ stell- oder Justiervorrichtungen gemäß Fig. 1 oder 2 über­ ein. Gleiche Bauteile sind daher wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zur feinstufigeren und exakteren Einstellung der Verschiebeposition des Einstellzapfens 22 und damit der Vorspannung der Schraubendruckfeder 14, ist die Durchgangsbohrung 31 der Kopfschraube 29 mit einem Innengewinde 38 versehen, in welchem eine wei­ tere Kopfhohlschraube 39 verschraubbar ist. Die Kopf­ hohlschraube 39 weist wiederum einen Sechs- oder Vier­ kantkopf auf und liegt mit ihrer ringsförmigen Stirn­ fläche 40 an der freien Stirnseite 25 des Lagerhalses 24 an. Im Innern der Kopfhohlschraube 39 ist ein Be­ tätigungsstift 41 drehbeweglich und axial verschieb­ lich geführt, der mit einem entsprechend ausgebildeten Zapfen 42 in den Schlitz 26 in der Stirnseite 25 des Lagerhalses 24 formschlüssig eingreift. Der Betätigungs­ stift 41 ragt aus der Kopfhohlschraube 39 vor und ist hier zu einem Betätigungsgriff abgewinkelt. Nach Lösen der Kopfschraube 29 und damit Freigabe des Lagerhalses 24 durch den Spannring 28 kann die axiale Verschiebung des Einstellzapfens 22 durch Verdrehen der Kopfhohl­ schraube 39 mittels eines Schraubenschlüssels durchge­ führt werden. Die Verdrehung des Einstellzapfens 22 erfolgt über den Betätigungsstift 41, der bei Drehbe­ wegung über seinen Zapfen 42 den Einstellzapfen 22 mit­ nimmt.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur Einstellung bzw. Justierung der Federcharakteristik einer Schrauben­ druckfeder beschränkt. So läßt sich mit der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung in gleicher Weise auch die Feder­ charakteristik einer Zugfeder anpassen und variieren. Die Anwendung der beschriebenen Vorrichtung ist auch nicht auf Kraftstoffeinspritzpumpen beschränkt. Viel­ mehr läßt sich die Erfindung in einer Vielzahl von mechanischen und hydraulischen Systemen überall dort einsetzen, wo es auf die Justierung und Anpassung von Federcharakteristiken ohne Demontage ankommt.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Einstellung der Federcharakteristik einer Schrau­ benfeder mit einem eine schraubenförmige Nut (23) zur Aufnahme eines Teils der Schraubenfederwindungen aufweisenden Einstellzapfen (22), der mit einem Lagerhals (24) versehen ist, über den er in einem Hal­ teglied (10) zur drehbeweglichen Führung des Einstellzapfens gela­ gert ist und dort durch ein Arretierglied (27) in beliebigen Axial­ und Drehpositionen festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (10) eine Gleithülse (18) aufweist, durch welches der Lagerhals (24) hindurchtritt und das Arretierglied (27) als ein auf den Lagerhals (24) aufspannbares Aufspannelement (28) ausgebildet ist, das auf der von der Schraubenfeder (14) abgekehrten Seite der Gleithülse (18) am Halteglied (10) gehalten ist und die Schrauben­ feder eine Verdrehsicherung (34; 35, 36) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Halteglied (10) von einem Gehäuse (10) gebildet ist, das eine von einer Stirnseite (15) ausgehende axiale Stufen­ bohrung (16) aufweist, deren den kleineren Durch­ messer aufweisender Teil (18) die Gleithülse bil­ det und deren den größeren Durchmesser aufweisen­ der Teil (17) ein Innengewinde (33) trägt, und daß das Aufspannelement als kegelstumpfförmiger, ge­ schlitzter Spannring (28) ausgebildet ist, der mittels eines im Innengewinde (33) verschraubbaren, an den Kegelmantelflächen angreifenden Spannglieds (29) einerseits auf den Lagerhals (24) aufpreßbar und andererseits an die Ringschulter (30) der Stufen­ bohrung (16) anpreßbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Spannglied als Kopfschraube (29) mit vorzugsweise einem Sechs- oder Vierkantkopf ausgebildet ist, die eine axiale Durch­ gangsbohrung (31) aufweist, deren Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Lagerhal­ ses (24).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Lagerhals (24) des Einstellzapfens (22) an seiner freien Stirnseite (25) eine Einstecköffnung, vor­ zugsweise einen diametral verlaufenden Schlitz (26), zum Einstecken eines Drehwerkzeugs, z. B. eines Schraubenziehers, trägt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Durch­ gangsbohrung (31) der Kopfschraube (29) mindestens teilweise mit einem Innengewinde (38) versehen ist und daß eine weitere Kopfhohlschraube (39) mit vorzugsweise Sechs- oder Vierkantkopf im Innen­ gewinde (38) der Durchgangsbohrung (31) verschraub­ bar ist und mit ihrer ringförmigen Stirnfläche (40) an der freien Stirnseite (25) des Lagerhalses (24) anliegt (Fig. 3).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Innern der Kopf­ hohlschraube (39) ein aus dieser vorstehender und vorzugsweise hier abgewinkelter manueller Betäti­ gungsstift dreh- und verschiebebeweglich geführt ist, der mit seinem Ende in die Einstecköffnung (26) des Lagerhalses (24) eingreift (Fig. 3).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine weitere, an den den kleineren Durchmesser aufweisenden Teil (18) der Stufenboh­ rung (16) sich anschließende Bohrung (19) mit dem­ gegenüber größeren Durchmesser aufweist, die in der Gehäusestirnfläche (20) mündet und der zumindest teilweisen Aufnahme von Einstellzapfen (22) und Schraubenfeder (14) dient.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Verdrehsicherung der Schraubenfeder (14) das auf dem Einstellzapfen (22) aufsitzende Ende der Schrau­ benfeder (14) einen in Radialrichtung nach außen vorstehenden Stift (35) trägt, der in eine Aus­ nehmung (36) in der Wandung des Gehäuses (10) hineinragt (Fig. 2).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stift von dem abgebogenen Ende (35) der letzten Federwindung der Schraubenfeder (14) gebildet ist (Fig. 2).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Einstellzapfen (22) auf seiner Mantelfläche eine schraubenförmige Nut (23) trägt, deren Steigung der Steigung der Federwindungen der Schraubenfeder (14) entspricht und daß ein Teil der Federwindungen in der Nut (23) einliegt.